DE1588990C3 - Liquid-cooled stator winding for electrical machines - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine flüssigkeitsgekühlte Ständerwicklung für elektrische Maschinen, deren Leiterstäbe aus gegeneinander isolierten, massiven Teilleitern und zwischen diesen angeordneten und mit diesen verdrillten, dünnwandigen und aus Material mit hoher mechanischer Festigkeit gefertigten Hohlleitern von geringerer Breite als die massiven Teilleiter aufgebaut sind.The invention relates to a liquid-cooled Stator winding for electrical machines, the conductor bars of which are made of solid, mutually insulated Partial conductors and arranged between them and twisted with them, thin-walled and made Material with high mechanical strength made waveguides with a smaller width than the massive ones Sub-conductors are built.

Leiterstäbe für flüssigkeitsgekühlte Ständerwicklungen bestehen in der Regel aus mehreren in einer Nut der Maschine nebeneinanderliegenden Gruppen von Teilleitern, die miteinander verdrillt sind. Innerhalb jeder Gruppe haben die bekannten Leiterstäbe sowohl massive Teilleiter wie hohle Leiter, die entweder die gleiche Breite wie die massiven Teilleiter oder eine geringere Breite aufweisen (britische Patentschrift 1031786 bzw. Brown-Boveri-Mitt., Bd. 51, 1964, S. 270). In radialer Richtung auf eine Leiterstabgruppe ausgeübte mechanische Kräfte wirken gleichmäßig sowohl auf die massiven Teilleiter wie auch auf die Hohlleiter ein. Erhebliche radiale Kräfte werden unter anderem auf den Leiterstab beim Einschlagen der Nutenkeile ausgeübt. Da bei diesem Einschlagen eine Verformung der Hohlleiter vermieden werden muß, so bedingt dies, daß man die Hohlleiter verhältnismäßig starkwandig aus mechanisch widerstandsfähigem Werkstoff herstellen muß. Da andererseits für das Kühlmittel ein bestimmter Strömungsquerschnitt gewahrt sein muß, so bedeutet dies eine Verringerung des Kupferfüllfaktors in der Nut und damit eine Vergrößerung der Maschinenabmessungen bei gleicher Leistung.Conductor bars for liquid-cooled stator windings usually consist of several in one Groove of the machine adjacent groups of partial conductors that are twisted together. Inside of each group, the well-known ladder rods have both massive partial conductors and hollow conductors, which are either the same width as the solid sub-conductors or a smaller width (British patent specification 1031786 and Brown-Boveri-Mitt., Vol. 51, 1964, p. 270). In the radial direction on a group of ladder bars exerted mechanical forces act equally on both the massive sub-conductors and also on the waveguide. Considerable radial forces are, among other things, on the ladder rod when it is hammered of the slot wedges exercised. Since a deformation of the waveguide is avoided with this impact must be, so this requires that the waveguide is relatively thick-walled from mechanically resistant Must produce material. On the other hand, since a certain flow cross-section must be maintained for the coolant, this means a Reduction of the copper fill factor in the groove and thus an increase in the machine dimensions with the same performance.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Hohlleiter des Leiterstabes so anzuordnen, daß diese mechanischen Beanspruchungen in der Nut nicht ausgesetzt sind.The object of the invention is to arrange the waveguide of the conductor rod so that this mechanical Are not exposed to stresses in the groove.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Wicklung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß neben den Hohlleitern massive Teilleiter von geringerer Breite als die übrigen massiven Teilleiter angeordnet sind.According to the invention, this object is achieved in a winding of the type mentioned at the outset in that that in addition to the waveguides massive sub-conductors of smaller width than the other solid sub-conductors are arranged.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Hohlleiter innerhalb jeder Gruppe eines Leiterstabes ist ein Hohlleiter durch einen benachbarten massiven Leiter gegen Verformung geschützt, d. h., der Hohlleiter kann sehr dünnwandig ausgebildet werden. Man erreicht so entweder einen guten Kupferfüllfaktor in der Nut, oder man gewinnt die Möglichkeit, mehr Hohlleiter als bisher im Leiterstab unterzubringen, d. h. den Leiterstab elektrisch stärker zu belasten. In the arrangement according to the invention, the waveguide is within each group of a conductor bar a waveguide protected against deformation by an adjacent solid conductor, d. i.e., the waveguide can be made very thin-walled. Either a good copper fill factor is achieved in this way in the groove, or you gain the opportunity to accommodate more waveguides than before in the conductor rod, d. H. to load the conductor bar more electrically.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are described below with reference to the drawing. It indicates

F i g. 1 im Schnitt einen in einer Wicklungsnut liegenden Leiterstab einer flüssigkeitsgekühlten Ständerwicklung undF i g. 1, in section, a conductor bar of a liquid-cooled stator winding lying in a winding groove and

F i g. 2 eine Abwandlung der Anordnung der Hohlleiter. F i g. 2 shows a modification of the arrangement of the waveguides.

Der in der Fig. 1 im Schnitt dargestellte Leiterstab besteht aus zwei nebeneinanderliegenden Gruppen von Teilleitern. Beide Gruppen sind durch eine Isolationswand 3 voneinander getrennt und gemeinsam von einer Isolation 1 umgeben.The conductor bar shown in section in FIG. 1 consists of two adjacent groups of sub-conductors. Both groups are through one Isolation wall 3 separated from one another and surrounded jointly by an isolation 1.

Jede Gruppe besteht aus isolierten massiven Teilleitern 2 und 4 und aus Hohlleitern 5 aus rostfreiem Stahl. Die massiven Teilleiter 4 haben die halbe Breite wie die massiven Teilleiter 2 und liegen neben den Hohlleitern 5. Radial auf jede Gruppe des Leiterstabes ausgeübte Kräfte werden von den massiven Teilleitern aufgenommen, können also nicht zu einer Verformung der Hohlleiter führen. Die Teilleiter beider Gruppen sind in der für Roebelstäbe bekannten Weise miteinander verdrillt.Each group consists of isolated solid partial conductors 2 and 4 and hollow conductors 5 made of stainless steel Steel. The solid sub-conductors 4 have half the width of the solid sub-conductors 2 and are next to the Waveguides 5. Forces exerted radially on each group of the conductor rod are caused by the massive Partial conductors added, so can not lead to a deformation of the waveguide. The sub-ladder both groups are twisted together in the manner known for Roebel bars.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist der Hohlleiter 5 zwischen zwei massiven Teilleitern 4 a und 4b angeordnet.In the embodiment of FIG. 2, the waveguide 5 is arranged between two solid sub-conductors 4 a and 4 b .

Außer den in Verbindung mit der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen -sind weitere Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung denkbar. Es kann in gewissen Fällen zweckmäßig sein, die Teilleiter 2 mit einer geringeren Höhe als die Hohlleiter 5 und die Teilleiter 4 auszuführen.In addition to the exemplary embodiments described in connection with the drawing, there are further embodiments conceivable within the scope of the invention. In certain cases it can be useful to use the sub-ladder 2 with a lower height than the waveguide 5 and the sub-conductors 4.

Die Kühlrohre müssen ferner nicht unbedingt aus rostfreiem Stahl gefertigt werden. Das Kühlrohrmaterial soll aber in Hinsicht auf das Verdrillen eine hohe mechanische Festigkeit besitzen, d. h., das Kühlrohr muß bezüglich mechanischer Festigkeit gewöhnliches Wicklungskupfer bedeutend übertreffen.Furthermore, the cooling tubes do not necessarily have to be made of stainless steel. The cooling pipe material but should have a high mechanical strength with regard to twisting, d. i.e., the cooling pipe has to significantly outperform ordinary winding copper in terms of mechanical strength.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Flüssigkeitsgekühlte Ständerwicklung für elektrische Maschinen, deren Leiterstäbe aus gegeneinander isolierten, massiven Teilleitern und zwischen diesen angeordneten und mit diesen verdrillten, dünnwandigen und aus Material mit hoher mechanischer Festigkeit gefertigten Hohlleitern von geringerer Breite als die massiven Teilleiter aufgebaut sind, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Hohlleitern (5) massive Teilleiter (4) von geringerer Breite als die übrigen massiven Teilleiter (2) angeordnet sind.1. Liquid-cooled stator winding for electrical machines, the conductor bars of which are made of solid sub-conductors and insulated from one another arranged between these and twisted with them, thin-walled and made of material with Waveguides manufactured with high mechanical strength and narrower than the solid ones Sub-conductors are constructed, characterized that in addition to the waveguides (5) massive sub-conductors (4) of smaller width than the remaining solid sub-conductors (2) are arranged. 2. Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten eines Hohlleiters (5) massive Teilleiter (4 a, 4 b) angeordnet sind.2. Winding according to claim 1, characterized in that solid sub-conductors (4 a, 4 b) are arranged on both sides of a waveguide (5).